X射線實時成像系統(tǒng)在鍋爐壓力容器管材探傷中的應(yīng)用

1 管材對接焊縫的射線照像 在鍋爐壓力容器生產(chǎn)制造過程中,所使用受熱面管子的外徑:32～76 mm ,壁厚 3～13 mm ,而其長度 參差不齊,有的可達(dá) 60 余米,這就需要由定尺管材接長才能達(dá)到要求,在每根接長管上將產(chǎn)生許多焊縫 (有的多達(dá) 5～6 個) 。按制造規(guī)程要求,這些焊縫均需經(jīng)過 NDT 檢驗。 由于焊縫量過大,只能按比例進(jìn)行抽檢; 每個焊口只能在有限方向上拍片,做不到連續(xù)觀察; 拍片處理時間長,影響生產(chǎn)周期; 由于使用大量膠片和其它照像材料,生產(chǎn)成本高。

2 X 射線實時成像檢測設(shè)備的原理 X 射線穿過被照金屬管材焊縫時,由于缺陷和母料對射線的吸收情況不同,將形成不可見的X 光圖像; 不可見的 X 光圖像,經(jīng)圖像增強(qiáng)器將它轉(zhuǎn)換成可見光圖像; 可見光圖像通過攝像機(jī)攝取,再經(jīng)接收放大,即可輸送到監(jiān)視器進(jìn)行實時觀察; 攝像機(jī)的圖像信號,也可輸入到計算機(jī),經(jīng) A/D(模擬/ 數(shù)字) 轉(zhuǎn)換,形成數(shù)字圖像,數(shù)字圖像提供有關(guān) 的管材內(nèi)部缺陷的各種信息,運用專用軟件可對數(shù)字圖像進(jìn)行技術(shù)評定,從而達(dá)到金屬管材對接焊縫無損 檢測的目的。當(dāng) X 射線源采用小焦點、同時采用高清晰度圖象增強(qiáng)器、高分辨率數(shù)字采集卡、計算機(jī) 數(shù)字化程序處理技術(shù)和高分辨率圖象顯示技術(shù)時,X 射線數(shù)字化實時成象的圖象質(zhì)量可滿足X 射線膠片 照象的要求。而在信息處理方面比起 X 射線膠片照象更好,可對探傷缺陷進(jìn)行全方位觀測,可對缺陷圖像 隨時存取、打印和存檔。因此,X 射線實時成像技術(shù)在無損檢測方面的應(yīng)用已成為必然。

3 X 射線實時成像檢測的實施  225 KV X 射線實時成像系統(tǒng),在鉛房內(nèi)安裝了 225 KV 陽極接地的 X 射線 管頭,圖象增強(qiáng)器,CCD 攝像機(jī),并為了生產(chǎn)流水線的需要在鉛房(防輻射) 安裝了帶屏蔽的管材進(jìn)、 出通道。X 射線管和圖象實時檢測接收系統(tǒng)被安裝在一個水平框架上,通過馬達(dá)驅(qū)動,使 X 線發(fā)射接收方向與管材進(jìn)給方向形成可調(diào)角度,使焊縫呈現(xiàn)橢圓圖像,確保前后焊縫圖象不會互相重疊變形。在對管材 每個環(huán)形對接焊縫的檢測過程中配備了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),可對被檢測焊口進(jìn)行全方位連續(xù)成全像。

4 公司的產(chǎn)品,提供了整套工業(yè)X 射線系統(tǒng)(其中包括X 射線機(jī)頭、高壓發(fā)生器、 高壓電

纜、電控器、控制臺、冷卻器) 和成像系統(tǒng)(它包括圖像增強(qiáng)器、攝像機(jī)、監(jiān)視器) 等全套設(shè)備。 其優(yōu)點是分辨率高、成像清晰、檢測厚度范圍廣、使用方便且有很強(qiáng)的可靠性。

4. 1 X 射線機(jī) 高穩(wěn)定、微處理器控制的 225 KV 恒壓 X 射線系統(tǒng), 金屬陶瓷鍍窗 X 射管, 雙焦點: 0. 4/ 1. 5mm , 管電流為 0 到 10mA(在焦點為 1. 5 mm ×1. 5mm 時) 和 0 到 5mA(在焦點為 0. 4 mm ×0. 4 mm 時) ; 管電壓在 10～225 KW 連續(xù)可調(diào),自動的恒功率操作,工作電源為交流 230 V、50/ 60 Hz。

4. 2 圖像系統(tǒng) XRS232 技術(shù)數(shù)據(jù)

4. 2. 1 圖像增強(qiáng)器 圖像增強(qiáng)管:專門設(shè)計的采用抗老化玻璃的 30 cm 增強(qiáng)管型號:HIDEQ23 - 31SX(西門子公司)輸入 屏尺寸:23 cm,18 cm ,13 cm 分辨率(Lp/ cm) :48～52/ 56～60/ 60～65 重量:15. 5 kg

4. 2. 2 攝像機(jī) 33/ 66 mmCCD 型號:SS75CE 有效像素數(shù):752 ×582 視頻標(biāo)準(zhǔn):CCIR 掃描系統(tǒng):625 行信號噪聲:54 dB 重量:34 kg二套光柵分別安裝在 X 射線管和圖象系統(tǒng)上,其中 X 線管前的光閘是氣動控制,以便進(jìn)管時保護(hù)圖 像增強(qiáng)器:而圖像增強(qiáng)器前的光閘是電動控制,且水平方向的上、下和垂直方向的左、右均分別單獨控制。 以便更好的屏蔽部分圖像系統(tǒng)的輸入屏,使局部成像準(zhǔn)確,從而提高成像質(zhì)量。

4. 3 計算機(jī) 計算機(jī)用于采集檢測信息,進(jìn)行圖像處理并對檢測圖像進(jìn)行技術(shù)評定。通過計算機(jī)圖像處理,可實時 觀測到焊縫內(nèi)部檢查結(jié)果,檢查結(jié)果可以刻錄于光盤上以便長期保存。計算機(jī)置于鉛房外的監(jiān)測室內(nèi)。工 作人員在室內(nèi)操作,工作臺上配置 2 臺顯示器,一臺用于采集和處理圖像,另一臺用于直接評定圖像。滄州歐譜該計 算機(jī)主 CPU 為 P Ⅲ其安裝的操作系統(tǒng)是 Windows2000。配置有高速圖像采集器、89 mm 軟盤、CD - ROM、高分辨率彩色顯示器。

4. 4 設(shè)備系統(tǒng)的綜合性能評定 該系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:分辨率高、系統(tǒng)對比靈敏度好、實時性強(qiáng)。 設(shè)備系統(tǒng)的綜合性能對圖像質(zhì)量有很大影響。設(shè)備系統(tǒng)的重要綜合性能指標(biāo)之一是系統(tǒng)分辨率(系 統(tǒng)分辨率測試方法:將分辨率測試卡置于增強(qiáng)器輸入屏上,在監(jiān)視器光屏上顯示的分辨率測試卡尺寸與測試卡的實物尺寸之比不大于 1. 5 倍時,在不采用圖像處理器的情況下,測得每厘米線對數(shù)) 。按照ASME 的要求,系統(tǒng)分辨率應(yīng)優(yōu)于 30 LP/ cm ,系統(tǒng)分辨率與系統(tǒng)中各組成設(shè)備的性能有關(guān),按照日前我公司裝機(jī) 的設(shè)備性能,X 射線數(shù)字化實時成像檢測的系統(tǒng)分辨率≥33 Lp/ cm ,這為檢測質(zhì)量,達(dá)到要求的靈敏度提 供了必要的設(shè)備保證。

5 結(jié) 論 綜上所述,X 射線數(shù)字化實時成像檢測技術(shù)在鍋爐壓力容器管材對接焊縫探傷中應(yīng)用是可靠的.